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1、ARPA功能在沿岸水域航行中的应用摘要船用ARPA已成为船舶航行的重要助航设备，由于ARPA在船舶避碰中有着可贵的优越性，因而在船舶避碰中获得广泛应用.ARPA的功能有自动检测、录取、跟踪、报警、安全判断、试操船等。船舶驾驶员能够利用ARPA进行早期的判断与评估，避免盲目采取避让措施，最大限度的保证航行安全。尤其是在沿岸水域航行的情况下，航线附近的危险物、障碍物较多,交通流密集，水文气象条件较为恶劣，ARPA的作用更显得尤为重要。由于工作原理和设备性能等方的原因,ARPA的功能还存在一定的局限性，船舶驾驶员如果完全信任和依赖ARPAS行避碰操作，就可能危及船舶的航行安全。船舶驾驶员应了解ARP
2、A的局限性，正确使用其功能，才能保证航行安全。课题研究的意义在于把搜集到的相关资料结合起来，通过分析ARPA的诸多功能在沿岸水域使用及其所存在的局限性，进一步的认识ARPA和了解ARPA分析总结ARPA特点克服其局限性的措施，最大限度的发挥其功能，使ARPA能为航海安全发挥更大的作用。关键词ARPA导航沿岸航行避碰局限性Abstract：TheARPAusedonshipalreadybecomeanimportantnavigationequipment,itisusedwidelyinavoidingcollisionduetoitsadvantage.Itsfunctionsinclud
3、e:automaticdetection,enrollment,tracking,alarm,safetyjudgment,tryexerciseshipandsoon.OfficercanjudgeandassessthenavigationearlierbyARPA,andavoiduselessmeasurestobetaken,thenmakesurethesafetynavigation.Especiallycoastalsailing,therearemanydangerandobstructionaroundthevoyage,soisbusytrafficandbadhydro
4、meteors,ARPAisthekeyofnavigation.ARPAhaslimitationintheprincipleandinstrumentfunction,iftheofficerhandlestheshiptopreventthecollisiononthebasisoftrustandrelianceontheARPA,thenavigationsafetywouldbedangerous.TheofficershouldknowthelimitationoftheARPAandusetheARPAcorrectlytoensurethenavigationsafety.T
5、hemeaningofthearticleisthecombinationoftherelevantresource,byanalyzingthefunctionsusingincoastanditslimitations.WecanfamiliarwithARPA,understandARPA,analyzeARPA,findoutthecountermeasures,sotheARPAcanbringmoresafetytonavigation.KeyWords:ARPAnavigationcoastalsailingcollisionavoidancelimitations目录目录3引言
6、4第一章ARPA功能简介41.1 ARPA的组成及工作原理41.2ARPA的主要功能51.3ARPA导航功能的简介51.3.1导航线、导航标志的设置与显示51.3.2港口视频地图61.3.3电子海图的存贮与调用61.3.4锚位监视6第二章ARPA功能在沿岸水域航行的运用和分析72.1沿岸航行的特点72.2ARPA功能在避碰中的运用和分析72.2.1 ARPA用于判断相遇态势72.2.2 ARPA用于碰撞危险估计9ARPA用于求取避让措施11第三章分析ARPA的局限性及影响112.1 ARPA外围设备所引起的局限性113.1.1雷达设备引起的局限性113.1.2各种传感器的误差所引起的局限性12
7、3.2计算机的性能引起的ARPA功能的局限性123.3 ARPA自身的设计原理导致的功能局限性133.4ARPA在操作和使用上的局限性16第四章使用ARPA应注意的问题17结束语18致谢词18参考文献19引言按照ARP的定义，它是“自动雷达标绘仪”的意思。在普通雷达的基础上，根据人工标绘原理，增加计算机的输入、存储、计算、判断、输出、模拟、绘图、报警等功能发展而成的一种新型雷达。船用ARP已成为船舶航行的重要助航设备，由于ARPA在船舶避碰中有着可贵的优越性，因而在船舶避碰中获得广泛应用。ARPA与普通雷达相比，能够自动、连续提供必要的航行及避碰信息数据和对航行态势进行评估，驾驶员利用ARPA
8、进行早期了望与判断,避免了盲目采取避让措施,大大减少船舶碰撞事故的发生。由于ARPA的功能方面还存在局限性,完全的信任和依赖ARPA进行避碰操作，可能因为信息不可靠，判断失误而构成新的碰撞危险，引发碰撞事故。尤其在近海沿岸水域，水文气象条件较为复杂，航线附近的危险物、障碍物较多，水深有时较浅，最为重要的是交通流密集，避碰操船较为频繁。因此有必要对ARPA的局限性进行细致的分析，并有针对性地采取一系列措施，消除和减少ARPA的局限性给船舶航行安全带来的不利影响。笔者通过一年的船舶实习，收集和阅读了大量的相关资料，更进一步的掌握了ARP的主要功能、基本原理和局限性以及沿岸航行的特点；结合相关资料及
9、船舶实习的实例分析，研究ARP的局限性以及避碰对策，能进一步的增强笔者对ARP功能的了解，更好地使用ARP为航行安全服务，也增强了笔者运用知识发现问题、归纳问题、分析问题和解决问题的能力。第一章ARPA功能简介1.1 ARPA的组成及工作原理ARPA(AutomaticRadarPlottingAids)中文为“自动雷达标绘仪”。ARP系统由传感器和ARPA本身两大部分组成。传感器为ARP提供各种传感信息，包括：X或S波段高质量船用雷达、陀螺罗经、船舶计程仪、外储存器；ARP部分包括原始视频信号及数据处理电路、电子计算机、显示器、控制台及电源。ARP的避碰工作原理及流程见图（1）说明:雷达数据
10、和输人数据人工录取或自动录取试操船新航向或新航速跟踪计算恢复原航向或原航速ARPA避碰流程图图（1）1ARPA的主要功能ARP的主要功能有：人工录取目标；按要求自动录取目标；对已录取的目标进行跟踪；计算并显示跟踪目标的参数；根据设定的MINCPAMINTCPA勺要求判断所跟踪的目标有无碰撞危险并进行自动报警；通过模拟操作给出避让措施；对自身的工作性能、输出输入及各个部分进行自测等。1.2 ARPA导航功能的简介ARPA除了具有避碰功能外，还开发扩展了一些导航功能，诸如：设置和显示导航线、导航标志的功能；设置和显示港口视频地图的功能；存贮和显示电子海图的功能；锚位监视功能等。1.3.1导航线、导
11、航标志的设置与显示船舶进入分道通航制的航道或有危险海区航行或在进出港时，可设置导航线。尤其在能见度不良或在恶劣的气候下，上述水域的浮标及其他雷达目标回波观测不清时，导航线可以方便地用来协助船舶控制在安全的航道中航行。设置导航线时，可先从海图上查出欲设置的每段直线始末端点的坐标数据，然后利用操纵杆控制光标位置及其他设置键进行。导航标志是在屏上按照需要的位置设置的点标志，常以“”、“。”符号表示，也是用操纵杆控制光标位置进行设置的。导航标志可用来表示诸如浮筒、沉船、锚位、落水点等特殊目标位置或转向点。在设置时，都必须确保导航线和导航标志的漂移绝对的小，以免由于安全航道区的不准确而导致船舶搁浅触礁或
12、和其他船舶发生碰撞事故。设置好的导航线和导航标志可以存贮、编号，以备下次调用，也可逐线逐点或整幅清楚。1.3.2港口视频地图有的ARPA可以在综合显示器屏幕上建立1幅或15幅港口视频地图。构成地图的要素较简单，例如航道边界线、海岸线、浅滩、沉船点及航标等。这样的港口视频地图预先输入系统并存贮。当船舶航行到该港口水域时，可以调出显示，以供船舶导航之用。每幅视频地图有若干单元（最多可有15单元）组成，每个单元可以是一段虚线（或实线）或是一个小圆点（或小圆圈）。构成每一地图单元的数据是按指北稳定的笛卡尔坐标输入和存贮的。坐标原点在作图开始时确定并在屏面上显示某一特殊标志，例如“X”。如果机内配有电池
13、，则存贮的地图可在机内至少保留一个月。（建成的地图，须经统调使之与雷达回波图像重合）1.3.3电子海图的存贮与调用在采用光栅扫描、高亮度彩色显示的第三代ARPA系统中，只要编制ENC显示软件，即可将所需海图号的ENC光盘或1.44M字节的好密度软盘拷入ARPA系统并存贮。需要时输入海图号，即可显示所需要的电子海图。如果ARPA系统再上GPS专感信息，则本船在电子海图的位置将随时可知，一目了然。显示的电子海图可包含纸海图全信息（甚至更多），因此在具有电子海图显示功能的ARPA系统中，当然就不需要如前所述的导航线、导航标志及视频地图之类的附加功能了。1.3.4锚位监视有些ARPA系统具有锚位监视功
14、能，可以在自动监视包括本船在内的20艘抛锚船的锚位情况。当ARPA系统再执行锚位监视功能时，被监视船舶中任何一艘船对其原始位置的移动超过预置报警距离时，系统就自动发出报警。被监视的目标（除本船外）必须是已被稳定跟踪的目标。系统要判断被监视目标（含本船）是否“走锚”，必须选一个合适的固定目标作为锚位监视的基准，或称“参考回波”。该基准目标的位置必须是正确的，且不受输入速度误差的影响。当ARPA录取和稳定跟踪后，用操纵杆标志套之并指定为“参考回波”，此时在该回波旁显示“R”（Referenee）以供识别。将操纵杆标志逐个套住需要监视的目标（或本船），并按“选择回波”钮，则在每个回波旁出现锚位监视标
15、示符，则锚位监视开始。ARPA系统还可选择几个位移报警范围，例如0.2、0.4、0.6nmile三种任意一种，当监视目标的位移超过所选值，即报警。第二章ARPA功能在沿岸水域航行的运用和分析2.1沿岸航行的特点沿岸航行，航线附近的危险物、障碍物较多，水深有时较浅，必须谨慎对待；但是，可以用定位导航的自然和人工物标也较多，可以经常利用雷达等定位导航，并可根据多获得的较为准确的观测船位，来核对推算船位的准确性。沿岸海区水流复杂，受潮流影响较大，来往船只和各类渔船比较密集，航行和避让都有较大的困难，尤其是能见度不良时，更须谨慎小心；但是，沿岸海区内海图、航路指南和潮汐表、灯标表等航海资料比较完备，有
16、利于驾驶员全面、深入了解航线所经海区内水文气象、助航设施、航海危险物、推荐航线和航法等资料。许多国家的沿岸繁忙水域都实施了分道通航制，以尽可能减小船舶碰撞危险。沿岸航行，交通环境复杂，许多情况下船舶回旋余地较小，航行中遇有紧迫局面时，船舶操纵困难。因此，沿岸航行，要求驾驶人员更加集中精力，谨4慎驾驶，更加合理的利用好ARPA不可疏忽，以确保航行安全。2.2ARPA功能在避碰中的运用和分析2.2.1ARPA用于判断相遇态势经典船舶危险判断依据是测算目标船的六大参数，分别为TB真方位、D距离、DCPA最近会遇距离、TCPA到达最近会船点所需时间、TC目标真航向、TV目标真航速。对于船舶会遇危险的考虑优先顺序从两层面入手，一是位置关系，一般采纳先近后远，先首后尾，先正横前后正横后，先右后左的顺序，但这种原则显然是不专业
